可控硅數(shù)字觸發(fā)控制器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、可控硅是可控整流電路中一類常用的、具有開關(guān)功能的半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于大容量的可控整流系統(tǒng)。可控硅觸發(fā)控制器產(chǎn)生控制可控硅導(dǎo)通的觸發(fā)脈沖，是可控硅整流系統(tǒng)的控制中樞，其控制的性能直接關(guān)系到可控整流系統(tǒng)的性能。目前，比較常用的是模擬觸發(fā)控制器，但由于其存在抗干擾能力弱、控制精度不高、觸發(fā)脈沖對稱性差、控制功能單一等方面的不足，已經(jīng)不能滿足整流系統(tǒng)日益變化與不斷完善的應(yīng)用需求。數(shù)字集成電路的發(fā)展使得數(shù)字控制技術(shù)在可控硅觸發(fā)控制器中得到廣泛應(yīng)

2、用，在一定程度上克服了模擬觸發(fā)控制器的不足。隨著可控整流系統(tǒng)對可控硅觸發(fā)控制器的要求不斷提高，高性能的觸發(fā)控制器的研制勢在必行。所謂的高性能主要體現(xiàn)在三個方面：一是支持遠程監(jiān)控，具有多設(shè)備組網(wǎng)支持；二是控制器響應(yīng)速度快；三是智能化，能夠自動適應(yīng)各種工作環(huán)境。本課題在研究以可控硅為開關(guān)器件的三相全控橋式整流電路的基礎(chǔ)上，給出了一種高性能數(shù)字式可控硅控制器的設(shè)計方案，完成了原型控制系統(tǒng)的設(shè)計。
　　論文首先詳細介紹了可控硅器件的原理、

3、特性以及導(dǎo)通條件等相關(guān)理論基礎(chǔ)，闡述了其在全控整流電路中的具體應(yīng)用。針對以可控硅為核心控制器件的三相全控橋式整流電路，具體分析了電路的結(jié)構(gòu)、工作特性、觸發(fā)方式等，并對應(yīng)用需求進行了詳細的分析。結(jié)合詳細的系統(tǒng)應(yīng)用需求，給出了一種以 FPGA作為核心控制單元的數(shù)字式移相觸發(fā)控制器設(shè)計方案，完成了反饋采樣電路、脈沖驅(qū)動電路、人機交互接口電路、鑒相電路等主要模塊的硬件電路設(shè)計。本文實現(xiàn)的數(shù)字控制器具有硬件電路簡單、操作方便、能夠獨立運行等特點。

4、同時，為提高控制器的可擴展性，方便主控系統(tǒng)實現(xiàn)組網(wǎng)控制與監(jiān)測，給出了以ARM處理芯片構(gòu)建通信模塊的設(shè)計方案。通信模塊主要負責向上層主控系統(tǒng)提供各種常用的網(wǎng)絡(luò)通信接口。
　　其次，在完成了控制器硬件電路的基礎(chǔ)上，詳細介紹了 FPGA內(nèi)部控制邏輯的設(shè)計與實現(xiàn)方法。主要介紹的模塊包括：主控模塊、U ART通信模塊、鑒相脈沖處理模塊、脈沖生成模塊、人機界面控制模塊、EPROM讀寫控制模塊、反饋數(shù)據(jù)讀取模塊。針對每個模塊的功能、設(shè)計思想以及